As antenas destinadas ao uso nas faixas de freqüências muito baixas (VLF, de 10 a 30 KHz) são muito complexas por causa do enorme comprimento de onda dos sinais nesta faixa. Um bom exemplo é a antena da marinha do Estados Unidos, instalada em Cutler, Maine. O transmissor, que cobre uma faixa de 14 a 30 KHz, é usado para comunicações de longo alcance com navios e submarinos. A marinha adotou esta freqüência por causa das vantagens da faixa de VLF, no que diz respeito à propagação. A informação transmitida a submarinos submersos tem que ser irradiada com portadora de freqüência muito baixa porque somente estes sinais penetram o suficiente na água salgada. Uma portadora em VLF oferece uma outra vantagem: ela se propaga principalmente ao longo da curvatura da Terra, sem reflexões pela ionosfera. Isto elimina as áreas em que não há recepção, chamadas zonas de silêncio, que ocorrem nas freqüências mais altas, em conseqüência das reflexões na ionosfera. A absorção terrestre, que aumenta com a freqüência, apresenta-se mínima nesta faixa de freqüências.
Os conjuntos de antenas do sistema mencionado acima assemelham-se a uma gigantesca teia de aranha estendida no céu. A antena pode ser visualizada como um enorme capacitor; a teia de fios forma uma placa do capacitor e uma rede de fios colocada na terra para reduzir as perdas forma a Segunda placa do capacitor. Os fios de terra se estendem para o oceano a fim de formar um melhor condutor. Ambas as teias que constituem as placas do capacitor cobrem uma área de mais de cinco quilômetros quadrados. A península em que o transmissor está instalado, como uma superfície de mais de dez quilômetros quadrados, está inteiramente tomada por um sistema de malha de terra, que utiliza cerca de 3.500.000 metros de fio de cobre número 6. O sistema de antena consiste em dois conjuntos em forma de estrela de seis pontas, cada qual formado por seis painéis em forma de losango, com oito cabos cada um. Os seis losangos são suportados por uma torre central de quase 300 metros de altura, seis torres interiores de 267 metros e seis torres exteriores de 244 metros – um total de 26 torres para os dois conjuntos. As estruturas foram projetadas para resistir a ventos com velocidade de até 192 Km/h. A distância entre duas pontas opostas de cada estrela é de 1859 metros, de modo que os dois conjuntos abrangem uma largura de quase dois quilômetros e um comprimento superior a três quilômetros.
O sistema de terra tem como finalidade coletar as fortes correntes espaciais que se desenvolvem sob o sistema de antena, e a maior concentração de fios se verifica diretamente abaixo dos painéis da antena. Nesta área de maior concentração há seis fios radiais por grau. Existem fios coletores que se estendem radialmente para o centro de cada conjunto, enquanto outros se estendem para a linha litorânea, onde existe um fio de união periférico. Há 446 terminais marítimos, de onde partem cabos para o oceano, abaixo dos níveis de maré baixa. Cada terminal marítimo termina na praia, em um cilindro de concreto, onde sua corrente pode ser medida para verificar se está intacto após a ocorrência de tempestades. Os dois conjuntos do sistema de antenas são excitados em dois pontos de alimentação separados, um ao norte outro ao sul do edifício do transmissor, a uma distância de quase um quilômetro.
Os equipamentos em cada uma das duas construções destinadas à alimentação do sistema de antena são idênticos. A antena é sintonizada por uma bobina helicoidal com mais de 12 metros de altura, sendo o diâmetro do enrolamento de aproximadamente 5,5 m. a estrutura que suporta a hélice tem aproximadamente 8 m de diâmetro e o seu teto fica a 21 m de altura. A hélice é enrolada em duas seções de cinco espiras, quatro espiras, duas espiras e uma espira. Isto permite fazer conexões, no painel de ligações, para variar a freqüência entre 14 e 30 KHz. Em série com a hélice há um variômetro de 6 metros de altura, com um estator de 3,7 m de diâmetro e um rotor de 3 m de diâmetro. O variômetro é usado para o ajuste fino da sintonia e para compensar as variações nas condições do sistema de antena.
REFLETOR
Quando um elemento parasita (também chamado antena secundária ou auxiliar) é colocado aproximadamente a 0,15 de comprimento da onda, atrás do elemento excitado (em relação à direção de onde vem o sinal) e tem um comprimento aproximadamente 5% maior que o do elemento excitado, este elemento parasita tem o nome de refletor. Na figura – Efeito do refletor sobre o campo de irradiação –, mostra-se o efeito de um refletor sobre um campo de irradiação que por ele passa. As frentes de onda são vistas, cortando primeiro o dipolo excitado e atingindo em seguida o refletor. Estas frentes de onda estão representadas por linhas cheias. As ondas representadas em linha tracejada mostram a ação do refletor. As correntes de sinal são induzidas no refletor da mesma maneira como o são no polo, mas como o refletor não está ligado a uma carga resistiva, a maior parte da energia das correntes induzidas no refletor é novamente irradiada. Devido ao espaçamento entre o refletor e o dipolo a energia reirradiada, ou secundária, retorna ao dipolo em fase com a energia primária que vem do transmissor. A energia refletida induz assim correntes no dipolo e estas correntes se somam com as que são induzidas pelo sinal primário. O conjunto assim formado proporciona então um gancho, ou um aumento na captação de sinal em relação ao que seria captado pelo dipolo sozinho. Um refletor também é usado por seus efeitos direcionais, pois os sinais que chegam por trás, ou seja, pelo lado do refletor, estarão fora de fase ao chegarem ao dipolo e desse modo enfraquecerão as correntes induzidas no dipolo por este sinal.
A combinação dipolo-refletor produz um diagrama polar semelhante ao que se vê na figura – Diagrama de um dipolo com refletor, comparado com o de um dipolo comum (parte A). Para fins de comparação, vê-se nesta mesma figura (parte B), o diagrama típico, em forma de oito, do dipolo padrão de meia onda. Como se pode notar, o lóbulo frontal foi um tanto alongado e estreitado, indicando um aumento da captação de sinal na direção frontal e, ao mesmo tempo, uma melhoria nas características direcionais da antena. Além disso, a resposta aos sinais vindos de trás foi consideravelmente reduzida, como mostra o lóbulo traseiro.
A intensidade com que são captados os sinais pela frente, em comparação com os que vêm pela retaguarda, constitui também uma especificação de uma antena, muito importante em certos tipos de comunicação por ondas de rádio (relação frente-trás).
Diretor – O outro tipo de elemento parasita é o diretor. O diretor é geralmente colocado à frente do elemento excitado, a uma distância de 0,1 comprimento de onda deste e dimensionado 5% mais curto do que o elemento excitado. Ele contribui para intensificar as correntes de sinal no elemento principal, de modo muito semelhante ao do refletor. Seu efeito principal, contudo consiste em estreitar o diagrama direcional em sua parte frontal. A adição de mais diretores aumenta apenas ligeiramente o ganho, mas estreita consideravelmente o lóbulo frontal. A figura Efeito de diretores adicionais sobre o diagrama direcional –, ilustra a diferença entre os diagramas polares de um conjunto com apenas um diretor de um outro com três diretores.